機械制造領域測量技術的發展研究

胡秦隴

摘要：伴隨著我國社會經濟的不斷發展，各個行業也在飛速的進步，尤其是機械制造領域。在激烈的社會競爭中，各個機械制造企業如果想在該行業中處于優勢地位，就要對其技術進行改進及發展。在機械制造業不斷發展的今天，其測量技術也在不斷的提高，如果在機械制造過程中，其測量技術出現問題，就會嚴重的影響整個機械的質量，很有可能成為不合格產品，進而造成資源上的浪費，根據這種情況，筆者對機械制造領域測量技術的發展進行了簡要的研究。

關鍵詞：機械制造；測量技術；發展研究

中圖分類號：P2文獻標識碼： A

現階段，我國正處快速發展的階段，并且科技水平也在逐漸的提高。大部分的企業單位都將機械生產代替傳統的人力勞動，這樣不僅大大的減少了人工作業量，還在一定程度上提高了工作效率。隨著機械的大量運用，人們對于機械的相關問題也開始越來越關注，尤其是機械制造領域的測量技術運用，因為機械的測量技術高低對整個機械的質量起著重要的作用。

一、機械制造領域測量技術的現狀

機械制造中的測量通常包含兩個方面：制造系統的測量和被加工對象的測量。前者主要針對機床設備的幾何精度和性能(如運動性能、動態特性、力學性能、溫度及電磁特性等)進行測量；后者涉及到加工與裝配中的測量，以幾何量測量為主?？傮w上說，機械制造中幾何量的測量占 90%以上。

先進制造中空間尺寸測量的現場校準方法和裝置取得了重大成果，該方法的理論成為現代儀器校準的主要依據和基礎,多位研究者在先進的制造領域內發明了空間尺寸測量現場校準方法和裝置,使得現場校準問題獲得了很大程度的解決,該項技術的發明與運用,具有很多創新點,主要的一點就在于其運用了多靶標特殊集合結構以及自身基準尺寸的理論,建立起一種全新的測量方法和設備,能夠實現較大范圍內的測量活動。

以正交偏振激光器為核心的技術發明，充分展示了我國自主研發精密測量儀器的能力。清華大學張書練教授等以其發明的正交偏振激光器為核心技術，研發了多種精密測量儀器。在激光器內置入雙折射光學元件，使一個激光縱模分裂成兩個偏振正交，間隔可調的頻率，頻差可從40 MHz到千MHz選擇，發明了頻差大于40 MHz 雙折射雙頻激光器；在雙折射雙頻激光器上施加橫向磁場消除模競爭，發明了“雙折射－塞曼雙頻激光器”，使激光器的輸出頻差從 1 MHz 到千MHz；在上述基礎上，發明了“超短 HeNe 激光器”，解決了以往單橫模HeNe 激光器腔長過短時激光時有時無的問題，使其穩定振蕩；利用雙折射雙頻激光器的振蕩特性，發明了“頻率分裂、頻差調諧、正交偏振、頻率競爭實驗系統”，可觀察到以往不能的模分裂、模競爭等現象；通過研究，還發現了雙折射雙頻激光器腔調諧的三偏振特性，以此為原理發明的測量位移的“激光器納米測尺”，量程12 mm，線性度5×10–5，精度優于0.3μm，自校準可溯源。該成果獲得了2007 年度國家技術發明二等獎。

二、機械制造領域中測量技術出現的問題

近些年來，隨著科技的進步，我國的機械制造領域測量技術的相關理論與技術已經有了很大進步，但是由于我國現階段還處在發展中國家，所以相對于一些發達國家來說，我國的相關技術仍然與某些國家有著一定的差距，機械制造領域的測量技術依然有著其問題的存在，主要的問題表現在以下幾點：

（一）技術落后

在已有主流的各類測量技術及儀器設備中，很少有我們自己的原創技術。長期以來我國和工業發達國家在制造技術上的差距，相當程度上影響了測量技術的研發能力，但不可否認的是，對測量技術的作用和地位認識不充分、研究力度和資金投入不足、研究工作不扎實。

（二）測量可靠性差

測量儀器可靠性差。我國機械制造領域現在使用的測量儀器的精度都不高，與國外一些先進國家的測量儀器精度相差 1~2 個數量級，這就影響了我國機械制造的發展，導致我國很難生產出精密度要求高的產品，從而影響了一些關鍵技術的實現。

（三）缺少高端儀器

目前，我國對于機械制造領域的測量技術所需要的儀器還處在傳統測量技術所使用的儀器階段。由于對機械的測量需要精確度有著嚴格的要求，所以對于測量儀器來說，也應該適應這種工作任務。高端的測量儀器需要大量的資金投入，但是由于我國機械制造領域仍然采用傳統的測量設備，所以其利潤收益微薄，從而使得企業對于高費用的設備無力負擔。

（四）設備性能不高

由于測量設備的落后，在測量過程中，只能應用于簡單的測量工作，并且測量數據也不能非常的精準。這就使得我國的機械制造領域的測量技術一直不能得到世界的認同，同時，我國機械制造領域的測量技術對于智能化的應用不足，使得整個測量工作會花費大量的人力物力，并且工作效率低下。與我國的傳統測量技術相比，某些國家的測量水平就非常的高，而且有著相當高的準確率，在進行測量的過程中，因為其對智能化的高效應用，可以排除相當多的外部因素的干擾，從而提高測量性能。

三、機械制造領域測量技術的發展趨勢

（一）測量設備的不斷提高

隨著機械制造領域測量技術在全球范圍內的不斷更新和完善，我國機械制造領域測量技術也在探索中，取得了令世界矚目的成就。雙折射一塞曼雙頻激光器、新型壓電石英傳感器、時柵位移傳感器等高精度測量儀器的推出，都向世界證明了，我國機械制造領域中測量技術的發展，已經處于世界的先進水平。張書練教授等科研人員，在清華大學建立了我國機械制造領域中測量技術的調研小組。經過張書練教授等人的不懈努力。多種高精密測量儀器被相繼推出，這些高精密儀器都采用了政教偏振激光器作為核心技術。在大連理工大學，孫寶元教授的帶領下，機械制造領域中復雜的力學測量問題被徹底攻克了。

不斷完善的測量技術，促進了機械制造領域的發展。根據機械制造領域測量技術的發展路線，我們進行探究不難發現機械制造測量技術，正在朝著精度越來越小的方向邁進。

（二）測量理論的不斷完善

計量學基本問題的研究發展，基礎問題是研究的重中之重,只有基礎理論得到發展,才能為更好的高端測量技術提供理念依據和應用可能。未來,測量技術發展的基本問題重點是基標準及相關測量理論研究,實現各種自標定、自校準的溯源要求。

（三）測量技術的不斷發展

應用新的物理原理及新的技術成就，發現新型傳感原理并設計發明性能更好的新型測量儀器，解決機械制造中出現新的測量問題。預計今后5年，新型塞曼—雙折射雙頻激光器的出現將極大地提高雙頻干涉儀測量速度；基于HeNe激光腔鏡移動中兩偏振光相互競爭原理將使自定標位移傳感器的性能大大提高。

結束語：

機械制造領域的測量技術的快速發展，直接的影響了我國制造業的發展情況。據目前的實際情況來看，機械制造領域的測量技術正在迅速的提高，并且與各種科技手段有機的進行了結合。我國現階段機械制造領域的測量技術中，影響其快速發展的測量技術理論與測量技術設備都在不斷的提高和完善。實現我國機械制造領域測量技術的快速發展，在一定程度上對我國的經濟發展起到了一定的推動作用，并且還可以提升我國機械制造領域在世界的地位，使得我國可以與發達國家的目標更進一步。

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